Der Klimawandel ist ein umstrittenes Thema. Ständig hören wir Aussagen wie:

„Treibhausgasemissionen erwärmen die Erde.“

„Früher gab es viel weniger CO2.“

„Die Erde war früher viel kälter.“

„Die Gletscher schmelzen.“

Aber auch:

„CO2 ist natürlich.“

„Früher gab es viel mehr CO2.“

„Die Erde war früher viel wärmer.“

„Wir leben in einer Eiszeit.“

Das Problem: Jede dieser Aussagen ist wahr. Doch der Reihe nach.

Tatsächlich ist das Klima der Erde höchst variabel. Es gab Eiszeiten und Wärmeperioden, in denen Palmen an den Polarkreisen wuchsen, möglicherweise auch „Schneeball Erde“ genannte Phasen, in denen nahezu die gesamte Erdoberfläche mit Gletschern bedeckt war. Am besten untersucht sind die letzten 500 Millionen Jahre. Für diesen Zeitraum, der ungefähr dem Phanerozoikum entspricht (also dem erdgeschichtlichen Zeitalter, in dem komplexe Lebensformen entstanden sind), können Wissenschaftler recht genaue Rekonstruktionen des Klimas erstellen. Sie nutzen dazu sogenannte „Proxies“ wie Baumringe, Ozeansedimente oder Eisbohrkerne.

Ein Blick auf die Temperaturverlaufsrekonstruktion zeigt, dass wir in einer unterdurchschnittlich kalten Zeit leben, einem sogenannten „Eiszeitalter“. Damit sind Zeiträume gemeint, in denen mindestens ein Pol ganzjährig vergletschert ist. Eis an den Polen ist, erdgeschichtlich betrachtet, die Ausnahme. Meist war es hierfür zu warm. Innerhalb eines Eiszeitalters wechseln sich sogenannte Kaltzeiten (auch „Glaziale“ genannt) und Warmzeiten („Interglaziale“) ab. Erstere sind von durchschnittlich tieferen Temperaturen und umfangreichen Vergletscherungen in den gemäßigten Breiten geprägt. Wenn umgangssprachlich von einer „Eiszeit“ die Rede ist, ist meist eine solche Kaltzeit gemeint. Die letzte war Tummelplatz von Mammuts, Säbelzahnkatzen und Riesenhirschen und endete vor circa 12.000 Jahren.

Zusammenfassend kann man sagen: Wir leben heute in einer relativ warmen Periode (Interglazial) innerhalb einer sehr kalten Periode (Eiszeitalter). Vor 100 Millionen Jahren, in der Kreidezeit, sah die Erde noch sehr anders aus. New York hatte das Klima von Florida. In höheren Breiten waren die Unterschiede zu heute noch größer. Fossilienfunde belegen, dass Krokodile und Schildkröten nördlich des Polarkreises lebten. Nirgendwo, nicht einmal an den Polen (!), war die Durchschnittstemperatur niedriger als null Grad Celsius. Da das Wasser nicht in Gletschern gebunden war, lag der Meeresspiegel bis zu 200 Meter höher als heute.

Der Abwärtstrend begann vor circa 50 Millionen Jahren

Der Abwärtstrend, der in das aktuelle Eiszeitalter führte, begann vor circa 50 Millionen Jahren. Die Gründe dafür sind umstritten, eine gängige Theorie geht davon aus, dass die Ausbreitung und spätere Sedimentierung des Süßwasserfarns Azolla der Atmosphäre beträchtliche Mengen des Treibhausgases CO2 entzog. In den letzten zwölf Millionen Jahren ist der Temperaturabfall stärker geworden, gipfelnd in einer schnellen Folge immer intensiverer Glaziale, die die letzten drei Millionen Jahre prägten.

Dass das Klima so kalt und volatil geworden ist, liegt laut aktuellem Forschungsstand an der Plattentektonik. Vor etwa 40 bis 50 Millionen Jahren rammte die indische Platte in die eurasische Platte. Es entstanden das Hochland von Tibet und die Gebirge Himalaja, Pamir und Karakorum, zusammen auch „Dach der Welt“ oder „dritter Pol“ genannt. Erdgeschichtlich betrachtet sind Berge, die bis an den Rand der Stratosphäre reichen, eine Anomalie. Die Auffaltung der Felsmassen hat eine außergewöhnliche klimatische Epoche eingeleitet, denn sie hat die Verwitterung silikatreicher Gesteine wie Granit erheblich verstärkt. Bei diesem Prozess wird Calcium freigesetzt. Das Calcium reagiert zu Calciumcarbonat (dem Hauptbestandteil von Kalkstein) und entzieht dabei der Atmosphäre CO2.

Durch die Bildung der innerasiatischen Gebirge ist die (ohnehin rückläufige) CO2-Konzentration stark abgesunken. Der Rückgang des Treibhausgases hat das Klima nicht nur abgekühlt. Er hat es auch anfälliger für leichte Variationen des solaren Energieeintrags gemacht. Auf den serbischen Mathematiker Milutin Milanković (1879–1958) geht die Entdeckung zurück, dass zyklische himmelsmechanische Schwankungen die Verteilung der Sonnenenergie auf der Erde periodisch verändern.

Diese sogenannten Milanković-Zyklen hat es schon immer gegeben. Klimatisch relevant sind sie erst seit etwa drei Millionen Jahren, denn in einer Welt mit abnehmendem CO2-Gehalt ist die Wärmeverteilung zunehmend beeinträchtigt. Die Folge ist ein periodischer Eisaufbau an den Polen, der die immer wiederkehrenden Glaziale verursacht. Lange Zeit folgten diese einem 41.000-Jahr-Zyklus, der mit der Schwankung der Erdachsen-Neigung in Zusammenhang gebracht wird. Vor etwa 1,2 Millionen Jahren erfolgte aus bislang ungeklärten Gründen ein „Umspringen“ auf einen 100.000-Jahr-Zyklus, der mit Veränderungen der Exzentrizität der Erdbahn zusammenhängt.

Dieser Beitrag erschien auch in Novo. Dort finden Sie auch zusätzliche Grafiken.

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